涼山地區(qū)燕麥與光葉紫花苕不同混播比例對生物量影響的研究

柳茜，喬雪峰，陶雅，徐麗君，李峰，楊萬春

（1.四川省涼山彝族自治州畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究所，西昌 615042；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，呼和浩特 010010；3.呼倫貝爾國家野外站/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081；4.涼山州七里壩種羊場，昭覺 616150）

豆科與禾本科牧草混播可提高牧草產(chǎn)量與品質(zhì)[1～4]，發(fā)展混播草地是增加牧草產(chǎn)量和提高質(zhì)量的有效途徑[3]。豆科與禾本科牧草混播組合與混播比例是影響混播牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素[4～6]，其混播組成和比例合理與否直接影響著混播牧草潛力的發(fā)揮[7,8]。燕麥（Avenasative）是禾本科一年生牧草，具有適應(yīng)性強、生產(chǎn)潛力大、質(zhì)量好、牲畜喜食等優(yōu)點[9～12]，既是高寒地區(qū)主栽牧草之一，也是南方冬閑田種植的一個優(yōu)勢草種[13]。光葉紫花苕（Viciavillosavar.glabrescens）是一年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草，具有產(chǎn)草量高、草質(zhì)好、營養(yǎng)豐富的特點，是涼山地區(qū)冬閑田種植的當家品種。由于禾本科牧草中粗蛋白含量低，不能滿足家畜對蛋白質(zhì)的需求，而燕麥和光葉紫花苕混播，不但可以提高牧草產(chǎn)量，而且可以提高粗蛋白含量，改善牧草品質(zhì)[14]。目前在我國南方關(guān)于光葉紫花苕與多花黑麥草（Loliummultiforum）、小黑麥（Triticale hexaploide）、大麥（Hordeumvulgare）等一年生禾本科牧草混播的研究報道不少[15～19]，但與燕麥混播的研究尚屬少見[20]。為此，本試驗在涼山地區(qū)安寧河流域利用冬閑田開展燕麥與光葉紫花苕混播的研究，以期篩選出最佳混播比例，為該地區(qū)建立高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)一年生豆科與禾本科牧草混播草地提供依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗在四川省西昌市涼山州畜科所的牧草試驗地進行。地處27°53′N，102°15＇E，海拔1 550m，屬山地亞熱帶暖溫區(qū)，春季干旱多風(fēng)，夏季多雨，無霜期272d，年均溫17℃，1月氣溫9.5℃，7月氣溫22.6℃，年降水量1 013mm，集中在7～9月份，年蒸發(fā)量1 945mm。試驗地土壤有機質(zhì)為2.5%，全氮0.165%，全磷0.07%，全鉀2.25%，堿解氮12.6mg/kg，有效磷38.2mg/kg，速效鉀134mg/kg，pH值為5.1。

1．2 試驗材料

供試燕麥品種美達（A. sativa‘Monida’），由北京正道種業(yè)有限公司提供，光葉紫花苕（V.sativa‘liangshan’）為自留種。

1．3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理，燕麥單播、75%燕麥+25%光葉紫花苕、50%燕麥+50%光葉紫花苕、25%燕麥+75%光葉紫花苕、光葉紫花苕單播，每個處理3次重復(fù)，小區(qū)面積為30m2（6m×5m），區(qū)組間隔0.8m，小區(qū)間隔1m，采用完全隨機區(qū)組排列。試驗于2018年10月12日播種，播種前每個小區(qū)施基肥磷酸二胺300kg/hm2，采用30cm行距條播，燕麥和光葉紫花苕同行混播。燕麥的單播播種量為135kg/hm2，光葉紫花苕的單播播種量為90kg/hm2，混播組合中每個草種播種量是混播組合中該草種的混播比例與單播播種量的乘積。試驗采用統(tǒng)一管理，燕麥為乳熟期時刈割測產(chǎn)。

1．4 測定項目及方法

1.4.1 株高

刈割時分別從各小區(qū)隨機取組分草種各10株，測定自然高度。

1.4.2 產(chǎn)草量

燕麥為乳熟期時測產(chǎn)，光葉紫花苕為結(jié)莢期時測產(chǎn)（2019年3月27日）。每個小區(qū)隨機取2m×2m的樣方進行測產(chǎn)，重復(fù)3次；留茬高度5cm，稱混合鮮樣總重量，然后分檢燕麥和光葉紫花苕，分別稱重，65℃烘箱中烘干至恒重稱各組分干草質(zhì)量；另取混合鮮樣1kg，65℃烘箱中烘干至恒重然后測干草重。

1.4.3 粗蛋白產(chǎn)量

干草樣粉碎過40目篩，采用105℃烘干法測定干物質(zhì)含量[21]；凱氏定氮法測定粗蛋白含量，粗蛋白產(chǎn)量=干草產(chǎn)量×粗蛋白含量[22～24]。

1．5 試驗數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS24.0進行方差分析與多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 株高

燕麥單播的株高為134.32cm（表1），不同混播處理中燕麥的株高為142.04～150.35cm，比燕麥單播提高5.75%～11.93%，其中75%燕麥+25%光葉紫花苕的株高顯著高于燕麥單播（P＜0.05），而25%燕麥+75%光葉紫花苕和50%燕麥+50%光葉紫花苕株高與燕麥單播差異不顯著（P＞0.05）；光葉紫花苕單播的株高為61.67cm，不同混播處理中光葉紫花苕株高為85.74～91.42cm，比單播提高39.03%～48.24%，不同混播處理的光葉紫花苕株高顯著高于光葉紫花苕單播（P＜0.05），不同混播處理間的株高差異不顯著（P＞0.05）。

表1 燕麥與光葉紫花苕混播株高

2．2 產(chǎn)草量

產(chǎn)草量是衡量群體結(jié)構(gòu)的一項重要指標，合理的草群結(jié)構(gòu)可充分利用有限的土地資源獲得高產(chǎn)[25]。燕麥和光葉紫花苕單播的鮮草產(chǎn)量分別為63 214.98kg/hm2和42 732.86kg/hm2（表2）；混播鮮草產(chǎn)量為73 181.41～87 822.21kg/hm2，其中鮮草產(chǎn)量最高的是50%燕麥+50%光葉紫花苕，為87 822.21kg/hm2，其次是75%燕麥+25%光葉紫花苕，鮮草產(chǎn)量最低的是25%燕麥+75%光葉紫花苕。燕麥和光葉紫花苕單播的干草產(chǎn)量分別為15 513.89kg/hm2和9 907.35kg/hm2；混播的干草產(chǎn)量為18 464.72～22 522.71kg/hm2，其中50%燕麥+50%光葉紫花苕的干草產(chǎn)量顯著高于其他處理（P＜0.05）。干草產(chǎn)量由高到低依次為50%燕麥+50%光葉紫花苕＞75%燕麥+25%光葉紫花苕＞25%燕麥+75%光葉紫花苕＞燕麥單播＞光葉紫花苕單播，表現(xiàn)為混播產(chǎn)量＞單播產(chǎn)量，混播干草產(chǎn)量隨著燕麥比例的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，燕麥比例達到50%時，干草產(chǎn)量最高?；觳ジ刹莓a(chǎn)量比燕麥單播提高19.02%～45.18%，比光葉紫花苕單播提高86.37%～127.33%。

表2 燕麥與光葉紫花苕混播產(chǎn)草量

2．3 混播生物量構(gòu)成

表3 混播組合中各組分生物量構(gòu)成

混播生物量是由燕麥和光葉紫花苕共同構(gòu)成，二者在混播生物量中的構(gòu)成見表3。燕麥在25%燕麥+75%光葉紫花苕、50%燕麥+50%光葉紫花苕、75%燕麥+25%光葉紫花苕混播中的生物量占比分別為84.39%、89.65%、94.61%；而光葉紫花苕的生物量占比分別為15.61%、10.35%、5.39%，表明燕麥在混播生物量構(gòu)成中一直占主導(dǎo)地位，在群落中占優(yōu)勢。

2．4 粗蛋白產(chǎn)量

燕麥單播的粗蛋白含量為6.14%（表4），混播的粗蛋白含量為7.70%～10.80%，隨著光葉紫花苕比例的增加，粗蛋白含量逐漸上升，光葉紫花苕單播的粗蛋白含量最高，為19.07%，分別是25%燕麥+75%光葉紫花苕、50%燕麥+50%光葉紫花苕、75%燕麥+25%光葉紫花苕和燕麥單播粗蛋白含量的1.82倍、2.21倍、2.56倍和3.21倍。燕麥單播的粗蛋白產(chǎn)量為952.50kg/hm2，混播的粗蛋白產(chǎn)量為1492.95～2009.10kg/hm2，其中25%燕麥+75%光葉紫花苕、50%燕麥+50%光葉紫花苕的粗蛋白產(chǎn)量分別為1994.25kg/hm2、2009.10kg/hm2，與光葉紫花苕單播粗蛋白產(chǎn)量差異不顯著（P＞0.05），顯著高于75%燕麥+25%光葉紫花苕和燕麥單播的粗蛋白產(chǎn)量（P＜0.05）?；觳ブ?5%燕麥+75%光葉紫花苕和50%燕麥+50%光葉紫花苕比光葉紫花苕單播粗蛋白產(chǎn)量提高2.17%～2.94%，各混播粗蛋白產(chǎn)量是燕麥單播的1.57～2.11倍。

表4 燕麥與光葉紫花苕混播粗蛋白產(chǎn)量

3 討論

3．1 混播對株高的影響

株高是影響牧草產(chǎn)量的重要指標[26,27]，在混播處理中燕麥株高比單播提高5.75%～11.93%，光葉紫花苕株高比單播提高39.03%～48.24%。燕麥和光葉紫花苕混播生長初期兩種牧草的個體較小，資源需求強度較弱，燕麥對光葉紫花苕蔭蔽度較小，光葉紫花苕依賴自身生長特性橫向擴展，拔節(jié)期以后牧草個體變大，資源需求增強，促使燕麥株高迅速增加，對光葉紫花苕的蔭蔽度增強，行間光照已不能滿足光葉紫花苕生長需求，光葉紫花苕為了獲得生存所需光照以燕麥直立莖桿為支撐攀援向上生長，增強植物頂端對光照的競爭，光葉紫花苕株高增加促進燕麥向更高處生長，燕麥與光葉紫花苕混播株高變化具有比單播植株高度高的趨同現(xiàn)象。這與茍文龍等[7]、馬春暉等[28]的研究一致。

3．2 混播對干草產(chǎn)量的影響

產(chǎn)草量是衡量草地生產(chǎn)力的重要指標之一[29]，是草地單位面積地上部分各組分、器官生物量的總和，反映了植物體內(nèi)有機物的積累狀況，是生產(chǎn)性能的重要測度值，產(chǎn)草量越高說明其生產(chǎn)性能越好。試驗中混播的干草產(chǎn)量為18 464.72～22 522.71kg/hm2，混播干草產(chǎn)量比燕麥單播提高19.02%～45.18%，比光葉紫花苕單播提高86.37%～127.33%，表現(xiàn)為混播牧草具有較單播牧草高而穩(wěn)定的產(chǎn)量。這是因為在生長過程中，豆科牧草的葉片集中在上部，而禾本科牧草的葉片主要集中在下部，提高了光能利用率從而增加了單位面積的產(chǎn)量[30]，同時，豆科牧草通過共生固氮作用所固定的氮元素提供給相鄰禾草吸收利用促進了禾本科牧草的生長從而提高產(chǎn)量[31]。不同的混播比例也會影響牧草產(chǎn)量，混播中干草產(chǎn)量由高到低依次為50%燕麥+50%光葉紫花苕＞75%燕麥+25%光葉紫花苕＞25%燕麥+75%光葉紫花苕,混播干草產(chǎn)量隨著混播中燕麥比例的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，燕麥比例達到50%時，干草產(chǎn)量最高?；觳ブ醒帑溦伎偵锪康?4.39%、89.65%、94.61%，燕麥對群落產(chǎn)量起著決定性作用。

3．3 混播對粗蛋白質(zhì)的影響

粗蛋白質(zhì)是評價混播牧草營養(yǎng)品質(zhì)的主要指標之一[12,29]。提高混播牧草的粗蛋白含量有利于其碳氮比的平衡，有助于提高反芻動物對混播牧草的消化率[32]。試驗中燕麥+光葉紫花苕混播草地的的粗蛋白含量為7.70%～10.80%，介于燕麥單播和光葉紫花苕單播之間，表現(xiàn)出隨著光葉紫花苕播種比例的增加而增加。這主要是燕麥+光葉紫花苕混播草地中，一是由于豆科牧草的加入使得原有禾本科牧草草地質(zhì)量得到提高，增加了混播草地粗蛋白含量， 二是由于燕麥+光葉紫花苕混播后株高增長的協(xié)同作用，使混播群落形成了較高的冠層，提高了光能利用率，改善了混播草層受光結(jié)構(gòu),使光葉紫花苕下層枝葉能夠正常生長,增大了牧草中葉片的含量，改善了種群飼草的營養(yǎng)成分，三是由于禾本科牧草對氮素的需求促進了豆科牧草的生物固氮作用，同時，豆科牧草固定的氮素又會有一部分轉(zhuǎn)移到禾本科牧草中，提高了養(yǎng)分利用率，從而使收獲的牧草中粗蛋白含量增高?；觳サ拇值鞍桩a(chǎn)量為1994.25～2009.10kg/hm2，混播中50%燕麥+50%光葉紫花苕的粗蛋白產(chǎn)量最高，比單播光葉紫花苕粗蛋白產(chǎn)量提高2.94%，是燕麥單播的2.11倍。

4 結(jié)論

燕麥與光葉紫花苕按適當?shù)谋壤M行混播，不但能提高干草產(chǎn)量同時能有效提高草地粗蛋白產(chǎn)量。從干草產(chǎn)量來看，50%燕麥+50%光葉紫花苕＞75%燕麥+25%光葉紫花苕＞25%燕麥+75%光葉紫花苕＞燕麥單播＞光葉紫花苕單播。從粗蛋白產(chǎn)量來看，50%燕麥+50%光葉紫花苕＞25%燕麥+75%光葉紫花苕＞光葉紫花苕混播＞75%燕麥+25%光葉紫花苕＞燕麥單播。綜合燕麥與光葉紫花苕混播草地產(chǎn)量和品質(zhì)指標，在涼山地區(qū)安寧河流域冬閑田建植一年生人工混播草地以50%燕麥+50%光葉紫花苕為宜。